Lipidele din membrană sunt integrante pentru transportul activ prin membrană, multe tipuri de activitate enzimatică și formarea membranei. Lipidele sunt un grup de compuși care includ grăsimi și uleiuri și sunt insolubile în apă, dar solubile în alcool. Cu alte cuvinte, lipidele nu se dizolvă în apă, ceea ce se arată clar când adăugați ulei în apă – se amestecă, dar rămân separate. Există multe tipuri diferite de lipide, dar clasele majore de lipide membranare sunt fosfolipidele, glicolipidele, sfingolipidele și colesterolul.
Lipidele sunt amfipatice deoarece fiecare moleculă are două zone distincte cu afinități diferite pentru apă și ulei. Zona hidrofilă a moleculei este polară, deci este atrasă de apă. Regiunea hidrofobă nu este polară și nu se va dizolva în apă. Această caracteristică distinctă a lipidelor este cea care cauzează structura membranelor vii. Când se formează o membrană, lipidele membranei se aranjează într-un strat dublu. Un strat dublu este alcătuit din două foi de lipide membranare cu capetele lor hidrofile îndreptate și cozile hidrofobe în mijlocul stratului dublu al membranei.
Toate membranele din organismele vii, atât în jurul celulelor, cât și în interiorul acestora, sunt alcătuite în mare parte din lipide și proteine. Lipidele membranei sunt cele mai predominante molecule din membrană. Unele proteine sunt intercalate în întregul strat lipidic, în timp ce altele sunt atașate la suprafața acestuia.
Majoritatea lipidelor membranare sunt formate din glicerol legat de trei lanțuri de acizi grași prin legături covalente. Moleculele rezultate se numesc gliceride. Sfingolipidele sunt o excepție de la această regulă, deoarece se formează atunci când sfingozina se leagă covalent de lanțurile de acizi grași în loc de glicerol. Legătura covalentă apare atunci când atomii încărcați opus împart perechi de electroni.
Fosfolipidele sunt cele mai comune dintre lipidele membranei. Ele se formează atunci când o grupare fosfat, care conține fosfor, este legată de o digliceridă și de o altă moleculă organică simplă. O digliceridă este formată din două molecule de gliceride. Într-o fosfolipidă, capul care conține grupa fosfat este polar, deci este atras de apă. Lanțurile lungi de hidrocarburi ale acizilor grași sunt hidrofobe și rămân în mijlocul stratului dublu al membranei.
Glicolipidele se formează atunci când un lanț de carbohidrați se atașează la un fosfolipid. Lanțul de carbohidrați se găsește pe stratul exterior al stratului dublu al membranei. În acest fel, lanțul de carbohidrați acționează ca un marker pentru a permite recunoașterea celulară. De asemenea, glicolipidele furnizează energie, care este stocată în lanțul de carbohidrați. În cele din urmă, glicolipidele ajută la stabilizarea membranei și oferă un loc pentru atașarea la alte celule sau țesuturi.
Când colesterolul este prezent într-o membrană, se leagă slab cu fosfolipidele de pe ambele părți ale acesteia. Prin legarea de fosfolipidele adiacente, colesterolul le stabilizează și, la rândul său, stabilizează întreaga membrană. Cu cantități mai mari de colesterol, membrana devine mai puțin fluidă sau capabilă să se miște liber și mai puternică din punct de vedere mecanic. Cantitatea de colesterol găsită în membrane variază în funcție de tipul de celule. Plantele nu conțin colesterol, așa că bazează-te pe peretele celular pentru stabilitatea celulelor lor.
În cele din urmă, sfingolipidele se găsesc mai ales în stratul exterior al stratului dublu. Există o distribuție foarte neuniformă a acestui tip de lipide pe stratul dublu. Sfingolipidele formează plute lipidice, care sunt importante în semnalizarea și recunoașterea celulelor. Colesterolul se găsește uneori lângă sau lângă sfingolipide pentru a stabiliza membrana celulară din jurul lor.